渾河閘除險加固工程電氣設備選擇探析

劉 峰

(遼寧省錦州水文局，遼寧 錦州 121000)

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渾河閘除險加固工程電氣設備選擇探析

劉 峰

(遼寧省錦州水文局，遼寧 錦州 121000)

渾河閘現有22孔攔河閘、5孔渾沙進水閘、5孔渾蒲進水閘，啟閉機控制為手動操作，電氣設備嚴重破損，急需對其進行除險加固。文章簡述了渾河閘的基本概況，并對渾河閘除險加固的電氣設備選擇和配備進行了分析和論述。通過對渾河閘除險加固電氣設備的配備與選擇，將會很好地對工程進行改造，是工程發揮其重要作用的關鍵環節，具有重要意義。

水閘；除險加固；電氣設備；設備選擇；閘門控制

1 概 況

渾河閘現有22孔攔河閘、5孔渾沙進水閘、5孔渾蒲進水閘，啟閉機控制為手動操作，電氣設備嚴重破損，渾河閘現有兩回電源供電，主電源“T”接自由蘇家屯66kV變電所配出的10kV農用線路，線徑為LGJ-35mm2。

管理處設置一臺變壓器容量為100kVA，作為攔河閘、渾沙進水閘、渾蒲進水閘啟閉機及管理處用電電源，備用電源為由右岸引來的0.4kV回路，該電源10kV側“T”接自章士66kV變電所配出的10kV農用線路，線徑為LGJ-35mm2。另外管理處還設置2臺柴油發電機分別為50kW和15kW作為應急電源，現已損壞。

因渾河閘位于沈陽市郊，來往人員復雜，管理局加強安全防護，在啟閉機室設置了1套紅外線報警系統，廠區設置1套視頻監控系統，水庫現在系統內沒有連網，系統外通訊依靠程控電話，計算機系統不能上網[1]。

本次設計渾河閘拆除重建，管理局搬遷至右岸，電氣設計任務有以下幾部分：閘門啟閉機配電及廠區配電，建設1套閘門自動控制系統，建設1套視頻監控系統，建設1套紅外線報警系統。建設管理處局域網，建設1套通訊系統，建設渾河閘綜合自動化系統[2]。

2 閘門啟閉機配電及廠區配電

2.1 計算負荷及負荷等級

渾河閘主要動力負荷為進水閘和攔河閘[3]，進水閘10孔，左右岸各5孔，啟閉機電機為7.5kW，攔河閘22孔，啟閉機電機為22kW，根據多年運行經驗，同時運行最大負荷為6孔攔河閘閘門，最大功率為6*22kW，另外考慮廠區、管理處等用電50kW，最大計算負荷為182kW，因渾河閘在防洪調度中起重要的防汛作用，所以確定渾河閘負荷為一級負荷。

2.2 電氣接線

根據一級負荷供電要求為渾河閘提供2路10kV電源，即現有的供電電源，將左岸10kV電源引自右岸，2路電源均為電纜進線，10kV側為單母線接線，高壓側計量，2路電源采取電氣閉鎖；設置2臺等容量的10kV變壓器互為備用，低壓側采用單母線接線，低壓電源為2路，1路為變壓器提供電源，另1路為柴油發電機，2路電源在進線柜機械閉鎖，在低壓側設置無功補償裝置，功率因數補償至0.9。

2.3 電氣設備選擇

2.3.1 變壓器

根據最大計算負荷，負荷容量為227kVA，因此選擇2臺250kVA干式變壓器，型號為SGB10-250/1010±5%/10kV。

2.3.2 10kV高壓開關柜

選擇7臺XGN15-12型環網高壓開關柜，分別為2面受電柜，2面計量柜，1面電壓互感器柜，2面饋電柜，變壓器保護采用負荷開關加熔斷器保護，開關柜內設置避雷器作為過電壓保護[4]。

2.3.3 低壓配電盤

低壓配電盤選擇GGD1型，設置5面低壓配電盤和1面無功補償盤，在左岸進水閘啟閉機室設置1面動力配電箱，在攔河閘啟閉機室設置3面動力配電箱，低壓控制開關采用ABB型。

2.3.4 柴油發電機

渾河閘閘門最大運行負荷為182kW，為滿足啟閉機電機起動要求，選擇1臺柴油發電機容量為200kW。

2.4 電氣設備布置

在右岸進水閘相臨建1座配電室，配電室內設置低壓配電室、高壓開關柜室和柴油發電機室。低壓配電盤和2臺干式變壓器設置在低壓配電室，低壓配電盤布置在中間，2臺干式變壓器布置在低壓盤兩側；環網柜設置在高壓開關柜室，靠墻安裝；柴油發電機設置在柴油發電機室，并為柴油發電機設置儲油間。其他動力配電箱等設置在啟閉機室[5]。

2.5 閘門控制方式

攔河閘共22孔，2孔閘門設置1臺現地控制柜，共11臺；進水閘分布在攔河閘兩側各5孔，控制方式與攔河閘相同，共需6臺現地控制柜；閘門高度指示器可顯示閘門高度并可預置閘門開啟高度等功能。

微機監控現地控制元件采用PLC，現地PLC單元采用分布式結構，22孔攔河閘采用1控4控制方式，設置6臺PLC控制柜，兩側進水閘采用1控5控制方式，各設1臺PLC控制柜，共需8臺PLC控制柜，PLC設有串行通訊接口，通過現場PROFIBUSPLC進行同位連接，將閘門與啟閉機的狀態信息傳輸到中控室上位機，上位計算機發出的一系列閘門控制操作指令數據等下行信息也可傳輸到現場PLC單元，從而實現監控調度功能。

閘門監控系統組網圖見初設圖紙。中控室內設置一臺上位機，上位機擔負閘門群的監控任務[6]。

通過上位機完成各孔閘門及多孔成組啟閉的的控制，完成對各閘門開度的控制，包括閘門的升、降、停，采集上、下游水位數據，自動進行流量計算，在中控室可以打印各種報表。

2.6 防雷接地系統

渾河閘接地應充分利用自然接地體，包括底板鋼筋網、金屬結構的閘門金屬構件等。如自然接地體不滿足要求應加設接地體，直到滿足接地電阻≤1歐姆要求[7]。

3 結 語

渾河閘的啟閉機控制為手動操作，電氣設備嚴重破損，對其進行除險加固是必然的。通過對渾河閘除險加固電氣設備的配備與選擇，將會很好地對工程進行改造，是工程發揮其重要作用的關鍵環節，具有重要意義。

[1]楊祎，曲濤，孫成強.渾河謨家堡閘改建對沈陽城市防洪的影響[J].現代農業，2010(03)：233-234.

[2]楊祎，陳柯明，孫成強.渾河謨家堡閘改建對沈陽城市防洪的影響[J].東北水利水電，2010(07)：10-11.

[3]遼寧省水利勘測設計研究院.渾河閘應急除險加固工程初步設計報告[R].沈陽：遼寧省水利勘測設計研究院，2008.

[4]吳昊.超長閘室底板設計與施工[J].水利規劃與設計，2013(08)：68-70.

[5]蔣明學.二河閘工程的運行管理辦法[J].水利技術監督，2005(05):51-53.

[6]李慶榮，陳明朗，孫智勇.渾河閘應急除險加固工程方案選擇分析[J].黑龍江水利科技，2011(03):176-177.

[7]任妍儒.節水增糧項目地質及水文地質條件分析[J].水利規劃與設計，2014(10):37-38，61.

1007-7596(2016)10-0077-02

2016-09-16

劉峰(1983-)，男，遼寧錦州人，工程師，從事水文水資源勘測、整編、管理工作。

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